Fundamentos de Engenharia Aeronáutica - Volume único

35
construção de asas na indústria aeronáutica possuem um arqueamento positivo, o que acarreta
em uma tendência de rotação no sentido anti-horário a conseqüentemente em coeficientes de
momento negativos, como pode ser observado na curva característica c m em função de α
mostrada para o perfil Eppler 423 na Figura 2.9.
A partir das considerações realizadas, percebe-se que existem três características
aerodinâmicas muito importantes para a seleção adequada de um perfil. Essas características
são:
a) Determinação da capacidade de geração de sustentação do perfil através do cálculo da força
de sustentação;
b) Determinação da correspondente força de arrasto;
c) Determinação do momento resultante ao redor do centro aerodinâmico que influenciará
decisivamente nos critérios de estabilidade longitudinal da aeronave.
A força de sustentação por unidade de envergadura gerada pela seção de um aerofólio
pode ser calculada a partir da aplicação da Equação (2.6).
1
l = ⋅ ρ
2
⋅ v ⋅ c ⋅ cl
(2.6)
2
onde nesta equação, ρ representa a densidade do ar, v é a velocidade do escoamento, c é a
corda do perfil e c l representa o coeficiente de sustentação da seção obtido a partir da leitura
da curva característica c l versus α.
De forma similar, a força de arrasto é obtida com a aplicação da Equação (2.7).
1
d = ⋅ ρ
2
⋅v
⋅c
⋅c d
(2.7)
2
com o valor do coeficiente de arrasto obtido diretamente da leitura da curva característica c d
versus α do perfil.
O momento ao redor do centro aerodinâmico do perfil é determinado a partir da
solução da Equação (2.8).
m
1
= ⋅ ρ ⋅ v ⋅ c ⋅
(2.8)
2
2 2
c / 4
c m
com o valor do coeficiente de momento também obtido diretamente da leitura da curva
característica c m versus α do perfil.
A seguir é apresentado um modelo de cálculo que pode ser utilizado para estimar as
características aerodinâmicas de um perfil usual para aeronaves que participam da competição
AeroDesign.
Exemplo 2.3 – Determinação das forças aerodinâmicas e momento em um perfil.
Considere um perfil Selig 1223, cujas curvas características estão apresentadas na
figura a seguir. Sabendo-se que este perfil possui corda igual a 0,35m e que o mesmo está
submetido a um escoamento com velocidade igual a 16m/s, determine para uma condição de
vôo ao nível do mar (ρ = 1,225 kg/m³) as forças de sustentação e arrasto bem como o
momento resultante ao redor do centro aerodinâmico para um ângulo de ataque de 10°.